类属性和类方法
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类属性和类方法
目标
- 类的结构
- 类属性和实例属性
- 类方法和静态方法
01. 类的结构
1.1 术语 —— 实例
- 使用面相对象开发,第 1 步 是设计 类
- 使用 类名() 创建对象,创建对象 的动作有两步:
- 在内存中为对象 分配空间
- 调用初始化方法
__init__
为 对象初始化
- 调用初始化方法
- 对象创建后,内存 中就有了一个对象的 实实在在 的存在 —— 实例
![017_类的结构示意图I](/assets/017_%E7%B1%BB%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BEI-vcs8aLpV.png)
因此,通常也会把:
- 创建出来的 对象 叫做 类 的 实例
- 创建对象的 动作 叫做 实例化
- 对象的属性 叫做 实例属性
- 对象调用的方法 叫做 实例方法
在程序执行时:
- 对象各自拥有自己的 实例属性
- 调用对象方法,可以通过
self.
- 访问自己的属性
- 调用自己的方法
结论
- 每一个对象 都有自己 独立的内存空间,保存各自不同的属性
- 多个对象的方法,在内存中只有一份,在调用方法时,需要把对象的引用 传递到方法内部
1.2 类是一个特殊的对象
Python
中 一切皆对象:
class AAA:
定义的类属于 类对象obj1 = AAA()
属于 实例对象
- 在程序运行时,类 同样 会被加载到内存
- 在
Python
中,类 是一个特殊的对象 —— 类对象 - 在程序运行时,类对象 在内存中 只有一份,使用 一个类 可以创建出 很多个对象实例
- 除了封装 实例 的 属性 和 方法外,类对象 还可以拥有自己的 属性 和 方法
- 类属性
- 类方法
- 通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法
![017_类的结构示意图II](/assets/017_%E7%B1%BB%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BEII-Dka8pOaP.png)
02. 类属性和实例属性
2.1 概念和使用
- 类属性 就是给 类对象 中定义的 属性
- 通常用来记录 与这个类相关 的特征
- 类属性 不会用于记录 具体对象的特征
示例需求
- 定义一个 工具类
- 每件工具都有自己的
name
- 需求 —— 知道使用这个类,创建了多少个工具对象?
![018_类属性案例I](/assets/018_%E7%B1%BB%E5%B1%9E%E6%80%A7%E6%A1%88%E4%BE%8BI-pJdTrmbj.png)
class Tool(object):
# 使用赋值语句,定义类属性,记录创建工具对象的总数
count = 0
def __init__(self, name):
self.name = name
# 针对类属性做一个计数+1
Tool.count += 1
# 创建工具对象
tool1 = Tool("斧头")
tool2 = Tool("榔头")
tool3 = Tool("铁锹")
# 知道使用 Tool 类到底创建了多少个对象?
print("现在创建了 %d 个工具" % Tool.count)
2.2 属性的获取机制(科普)
- 在
Python
中 属性的获取 存在一个 向上查找机制
![019_通过对象访问类属性](/assets/019_%E9%80%9A%E8%BF%87%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E8%AE%BF%E9%97%AE%E7%B1%BB%E5%B1%9E%E6%80%A7-tO5pzRH_.png)
- 因此,要访问类属性有两种方式:
- 类名.类属性
- 对象.类属性 (不推荐)
注意
- 如果使用
对象.类属性 = 值
赋值语句,只会 给对象添加一个属性,而不会影响到 类属性的值
03. 类方法和静态方法
3.1 类方法
- 类属性 就是针对 类对象 定义的属性
- 使用 赋值语句 在
class
关键字下方可以定义 类属性 - 类属性 用于记录 与这个类相关 的特征
- 使用 赋值语句 在
- 类方法 就是针对 类对象 定义的方法
- 在 类方法 内部可以直接访问 类属性 或者调用其他的 类方法
语法如下
@classmethod
def 类方法名(cls):
pass
- 类方法需要用 修饰器
@classmethod
来标识,告诉解释器这是一个类方法 - 类方法的 第一个参数 应该是
cls
- 由 哪一个类 调用的方法,方法内的
cls
就是 哪一个类的引用 - 这个参数和 实例方法 的第一个参数是
self
类似 - 提示 使用其他名称也可以,不过习惯使用
cls
- 由 哪一个类 调用的方法,方法内的
- 通过 类名. 调用 类方法,调用方法时,不需要传递
cls
参数 - 在方法内部
- 可以通过
cls.
访问类的属性 - 也可以通过
cls.
调用其他的类方法
- 可以通过
示例需求
- 定义一个 工具类
- 每件工具都有自己的
name
- 需求 —— 在 类 封装一个
show_tool_count
的类方法,输出使用当前这个类,创建的对象个数
![020_类方法案例](/assets/020_%E7%B1%BB%E6%96%B9%E6%B3%95%E6%A1%88%E4%BE%8B-_K8wcB72.png)
@classmethod
def show_tool_count(cls):
"""显示工具对象的总数"""
print("工具对象的总数 %d" % cls.count)
在类方法内部,可以直接使用
cls
访问 类属性 或者 调用类方法
3.2 静态方法
在开发时,如果需要在 类 中封装一个方法,这个方法:
- 既 不需要 访问 实例属性 或者调用 实例方法
- 也 不需要 访问 类属性 或者调用 类方法
这个时候,可以把这个方法封装成一个 静态方法
语法如下
@staticmethod
def 静态方法名():
pass
- 静态方法 需要用 修饰器
@staticmethod
来标识,告诉解释器这是一个静态方法 - 通过 类名. 调用 静态方法
class Dog(object):
# 狗对象计数
dog_count = 0
@staticmethod
def run():
# 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
print("狗在跑...")
def __init__(self, name):
self.name = name
3.3 方法综合案例
需求
- 设计一个
Game
类 - 属性:
- 定义一个 类属性
top_score
记录游戏的 历史最高分 - 定义一个 实例属性
player_name
记录 当前游戏的玩家姓名
- 定义一个 类属性
- 方法:
- 静态方法
show_help
显示游戏帮助信息 - 类方法
show_top_score
显示历史最高分 - 实例方法
start_game
开始当前玩家的游戏
- 静态方法
- 主程序步骤
- 查看帮助信息
- 查看历史最高分
- 创建游戏对象,开始游戏
![021_方法综合案例](/assets/021_%E6%96%B9%E6%B3%95%E7%BB%BC%E5%90%88%E6%A1%88%E4%BE%8B-BkmjXMCa.png)
案例小结
- 实例方法 —— 方法内部需要访问 实例属性
- 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
- 类方法 —— 方法内部 只 需要访问 类属性
- 静态方法 —— 方法内部,不需要访问 实例属性 和 类属性
提问
如果方法内部 即需要访问 实例属性,又需要访问 类属性,应该定义成什么方法?
答案
- 应该定义 实例方法
- 因为,类只有一个,在 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
class Game(object):
# 游戏最高分,类属性
top_score = 0
@staticmethod
def show_help():
print("帮助信息:让僵尸走进房间")
@classmethod
def show_top_score(cls):
print("游戏最高分是 %d" % cls.top_score)
def __init__(self, player_name):
self.player_name = player_name
def start_game(self):
print("[%s] 开始游戏..." % self.player_name)
# 使用类名.修改历史最高分
Game.top_score = 999
# 1. 查看游戏帮助
Game.show_help()
# 2. 查看游戏最高分
Game.show_top_score()
# 3. 创建游戏对象,开始游戏
game = Game("小明")
game.start_game()
# 4. 游戏结束,查看游戏最高分
Game.show_top_score()